本實(shí)用新型涉及全息投影技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種四面全息互動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著全息投影技術(shù)的問(wèn)世，全息投影技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到櫥窗展示、舞臺(tái)表演等領(lǐng)域。

然而，現(xiàn)有單面全息投影功能單一，缺少互動(dòng)，無(wú)法滿(mǎn)足人們多樣性、創(chuàng)新性和互動(dòng)性的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種四面全息互動(dòng)系統(tǒng)，以使能夠滿(mǎn)足人們多樣性、創(chuàng)新性和互動(dòng)性的需求。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種四面全息互動(dòng)系統(tǒng)，包括：前后左右4面投影膜，4面投影膜均朝外或朝內(nèi)與水平面呈45度角傾斜；4面分別水平設(shè)在4面投影膜外側(cè)對(duì)應(yīng)位置，且顯示面面對(duì)投影膜的投影顯示面；4臺(tái)分別設(shè)在4面投影膜外側(cè)對(duì)應(yīng)位置，采集觀眾動(dòng)作數(shù)據(jù)的攝影機(jī)；及與攝影機(jī)連接，根據(jù)采集的所述數(shù)據(jù)控制投影顯示面播放的視頻內(nèi)容的處理控制端。

進(jìn)一步地，所述投影顯示面為配有投影機(jī)的背投幕、LED屏幕及液晶顯示屏中的一種或多種。

進(jìn)一步地，所述4面投影膜組成四棱臺(tái)狀。

進(jìn)一步地，所述投影顯示面與對(duì)應(yīng)四棱臺(tái)的等腰梯形投影膜的短邊相交。

進(jìn)一步地，所述攝影機(jī)為采集觀眾語(yǔ)音數(shù)據(jù)的3D體感攝影機(jī)，所述系統(tǒng)還包括4面與處理控制端電連接，分別設(shè)在4面投影膜外側(cè)對(duì)應(yīng)位置的揚(yáng)聲器。

進(jìn)一步地，所述投影膜為鍍鋁膜。

本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)提出一種四面全息互動(dòng)系統(tǒng)，包括投影膜、投影顯示面、攝影機(jī)及處理控制端，通過(guò)采用處理控制端識(shí)別攝影機(jī)采集的動(dòng)作數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)控制虛擬成像的內(nèi)容，解決了功能單一、缺少互動(dòng)的技術(shù)問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到虛擬成像能夠與觀眾進(jìn)行互動(dòng)的技術(shù)效果，從而滿(mǎn)足了人們多樣性、創(chuàng)新性和互動(dòng)性的需求。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)角度的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的四面全息互動(dòng)方法流程示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明

投影膜1

投影顯示面2

投影機(jī)21

攝影機(jī)3

防護(hù)欄4

采集步驟S1

識(shí)別步驟S2

驅(qū)動(dòng)步驟S3

發(fā)送投影步驟S4。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型實(shí)施例中若有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對(duì)位置關(guān)系、運(yùn)動(dòng)情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

另外，在本實(shí)用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。

請(qǐng)參照?qǐng)D1～圖3，本實(shí)用新型實(shí)施例的四面全息互動(dòng)系統(tǒng)主要包括投影膜1、投影顯示面2、攝影機(jī)3及處理控制端(圖未示出)。

投影膜1共有前后左右4面，如圖1所示，均朝外與水平面呈45度角傾斜，或者如圖2所示，均朝內(nèi)與水平面呈45度角傾斜。優(yōu)選地，4面投影膜1均為等腰梯形狀，且4面投影膜1組成四棱臺(tái)狀。

投影顯示面2共有4面，分別水平設(shè)在4面投影膜1外側(cè)對(duì)應(yīng)位置，且播放顯示面面對(duì)投影膜1。優(yōu)選地，投影顯示面2與對(duì)應(yīng)的等腰梯形投影膜1的短邊相交。投影顯示面2播放的畫(huà)面通過(guò)投影膜1虛擬成像。4面投影膜1可獨(dú)立成像，也可同步成像。例如，獨(dú)立成像時(shí)，4個(gè)觀眾站分別前后左右4個(gè)面，每個(gè)觀眾所看到的畫(huà)面及影視角色不一樣，4個(gè)觀眾所做的動(dòng)作不一樣，所對(duì)應(yīng)的影視角色的動(dòng)作也不一樣；同步成像時(shí)，4個(gè)面成像的畫(huà)面不一樣，影視角色一樣，利用光的干涉及衍射原理，4個(gè)面成像的影視角色為360度立體成像的影視角色，前面的觀眾看到的是影視角色的前面，左邊的觀眾看到的是影視角色的左邊，右邊的觀眾看到的是影視角色的右邊，后面的觀眾看到的是影視角色的后面。本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)利用投影顯示面2投影在投影膜1上虛擬成像，成像畫(huà)面為立體畫(huà)面，可增強(qiáng)互動(dòng)項(xiàng)目的幻真效果，也可增強(qiáng)互動(dòng)性。

攝影機(jī)3共有4臺(tái)，分別設(shè)在4面投影膜1外側(cè)對(duì)應(yīng)位置，采集觀眾動(dòng)作數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，攝影機(jī)3為采集觀眾動(dòng)作、語(yǔ)音數(shù)據(jù)的3D體感攝影機(jī)。

處理控制端與攝影機(jī)3連接，根據(jù)采集的所述數(shù)據(jù)控制投影顯示面2播放的視頻內(nèi)容。優(yōu)選地，處理控制端為電腦端，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)與攝影機(jī)3及投影顯示面2連接。此外，成像內(nèi)容還包括操作控制界面，攝影機(jī)3采集觀眾的操作動(dòng)作(如點(diǎn)擊、滑動(dòng)等手勢(shì))，處理控制端對(duì)觀眾的操作動(dòng)作指令進(jìn)行識(shí)別，實(shí)現(xiàn)觀眾對(duì)視頻內(nèi)容的切換等自定義設(shè)置，進(jìn)一步增加四面全息互動(dòng)系統(tǒng)的互動(dòng)性。

作為一種實(shí)施方式，四面全息互動(dòng)系統(tǒng)還包括設(shè)在外圍，防護(hù)觀眾碰到損壞投影膜1及投影顯示面2的防護(hù)欄4。

作為一種實(shí)施方式，投影顯示面2為配有投影機(jī)21的背投幕、LED屏幕及液晶顯示屏中的一種或多種。優(yōu)選地，投影顯示面2為配有投影機(jī)21的背投幕，投影機(jī)21設(shè)在背投幕的背面，背投幕的正面為播放顯示面，正面面對(duì)投影膜1。

作為一種實(shí)施方式，四面全息互動(dòng)系統(tǒng)還包括4面與處理控制端電連接，分別設(shè)在4面投影膜1外側(cè)對(duì)應(yīng)位置的揚(yáng)聲器。3D體感攝影機(jī)采集觀眾的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，處理控制端對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)語(yǔ)音數(shù)據(jù)控制揚(yáng)聲器播放相應(yīng)的互動(dòng)語(yǔ)音。

作為一種實(shí)施方式，投影膜1為鍍鋁膜。

本實(shí)用新型實(shí)施例還采用一種四面全息互動(dòng)方法，如圖4所示，四面全息互動(dòng)方法包括：

采集步驟S1：通過(guò)攝影機(jī)3采集觀眾的動(dòng)作數(shù)據(jù)；

識(shí)別步驟S2：識(shí)別所述動(dòng)作數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述動(dòng)作數(shù)據(jù)計(jì)算產(chǎn)生骨骼數(shù)據(jù)；

驅(qū)動(dòng)步驟S3：根據(jù)所述骨骼數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)視頻中角色的骨骼，使角色的動(dòng)作與觀眾的動(dòng)作保持一致；及

發(fā)送投影步驟S4：將所述視頻發(fā)送至對(duì)應(yīng)的投影顯示面2播放，并投影到投影膜1成像。

其中，發(fā)送投影步驟S4包括同步投影子步驟或獨(dú)立投影子步驟。

同步投影子步驟：將所述角色的前后左右4個(gè)角度的視頻分別發(fā)送至對(duì)應(yīng)的4面投影顯示面2進(jìn)行播放，同步投影成像。同步投影成像時(shí)，4個(gè)面成像的畫(huà)面不一樣，影視角色一樣，利用光的干涉及衍射原理，4個(gè)面成像的影視角色為360度立體成像的影視角色，前面的觀眾看到的是影視角色的前面，左邊的觀眾看到的是影視角色的左邊，右邊的觀眾看到的是影視角色的右邊，后面的觀眾看到的是影視角色的后面。

獨(dú)立投影子步驟：將不同角色的視頻發(fā)送至對(duì)應(yīng)的投影顯示面2進(jìn)行播放，獨(dú)立投影成像。獨(dú)立投影成像時(shí)，4個(gè)觀眾站分別前后左右4個(gè)面，每個(gè)觀眾所看到的畫(huà)面及影視角色不一樣，4個(gè)觀眾所做的動(dòng)作不一樣，所對(duì)應(yīng)的影視角色的動(dòng)作也不一樣。

識(shí)別步驟S2包括操作指令識(shí)別子步驟：識(shí)別所述動(dòng)作數(shù)據(jù)中的切換投影視頻內(nèi)容的動(dòng)作指令，并根據(jù)動(dòng)作指令切換視頻。其中，操作指令識(shí)別子步驟采用如下方法進(jìn)行識(shí)別：

步驟1：錄入標(biāo)準(zhǔn)的操作動(dòng)作指令的骨骼數(shù)據(jù)信息形成數(shù)據(jù)庫(kù)；

步驟2：將根據(jù)采集觀眾的動(dòng)作指令數(shù)據(jù)計(jì)算產(chǎn)生的骨骼數(shù)據(jù)采用齊次坐標(biāo)系統(tǒng)對(duì)三維骨骼坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行幾何轉(zhuǎn)換，三維骨骼坐標(biāo)點(diǎn)的幾何轉(zhuǎn)換公式如下：

其中，v表示初始的骨骼坐標(biāo)點(diǎn)，v'表示轉(zhuǎn)換后的骨骼坐標(biāo)點(diǎn)，x、y、z分別表示骨骼點(diǎn)的三維坐標(biāo)點(diǎn)，T表示平移變換矩陣，d表示平移的位移；

步驟3：分別從標(biāo)準(zhǔn)的操作動(dòng)作指令的骨骼數(shù)據(jù)及計(jì)算出的觀眾的動(dòng)作指令骨骼數(shù)據(jù)中提取出頭、肩、手、腿部位提取n個(gè)骨骼點(diǎn)，n為整數(shù)，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作骨架為A，提取的骨骼點(diǎn)集合為P_A＝{a₁,a₂,a₃…a_n}，觀眾動(dòng)作骨架為B，提取的骨骼點(diǎn)集合為P_B＝{b₁,b₂,b₃…b_n}，則P_A和P_B對(duì)應(yīng)骨骼點(diǎn)歐氏距離差的平均值為：

步驟4：依據(jù)所提出的骨骼點(diǎn)集合，計(jì)算出相鄰骨骼間形成的角度值，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作的角度值集合為θ_A＝{α₁,α₂,α₃…α_n-1}，觀眾動(dòng)作的角度值集合為θ_B＝{β₁,β₂,β₃…β_n-1}，則兩者骨架間對(duì)應(yīng)角度的差值平均值為：

步驟5：通過(guò)比較歸一化后的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作骨架與觀眾動(dòng)作骨架的歐氏距離差平均值和角度差平均值，來(lái)識(shí)別觀眾的動(dòng)作。

本實(shí)用新型實(shí)施例的工作原理為：觀眾做出游戲動(dòng)作，安裝在觀眾前上方的攝影機(jī)3捕捉其動(dòng)作，傳輸?shù)教幚砜刂贫?電腦端)，處理控制端(電腦端)識(shí)別并產(chǎn)生骨骼數(shù)據(jù)，并由此驅(qū)動(dòng)播放視頻中影視角色的骨骼，使影視角色的動(dòng)作與觀眾的動(dòng)作實(shí)時(shí)保持一致，通過(guò)投影機(jī)21把影視角色投射到背投幕上，背投幕上的畫(huà)面通過(guò)鍍鋁膜虛擬成像，使觀眾能看到空氣中呈現(xiàn)出與自己互動(dòng)的虛擬影視角色。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同范圍限定。